Храм Казанской иконы Божией Матери в Воронеже был построен в 1903–1911 годах по проекту архитектора Вячеслава Ивановича Гайна. Строительство велось по просьбе жителей слободы Отрожка, которая в то время не имела собственного храма. Церковь возведена в псевдорусском стиле с использованием кирпича местного производства, включая продукцию Товарищества «Глинозём», о чем свидетельствуют клейма на кирпичах.
Освящение храма состоялось 5 ноября 1911 года в престольный праздник Казанской иконы Божией Матери. Еще до завершения строительства, в 1908 году, было освящено прихрамовое кладбище, сохранившееся до настоящего времени. В клировых ведомостях 1911 года приход храма насчитывал 292 дома с населением 1722 человека.
В 1936 году храм был закрыт советскими властями, священнослужители арестованы. Здание использовалось григорианскими раскольниками, затем было заброшено. В период Великой Отечественной войны храм значительно пострадал: повреждены своды, кровля, утрачены интерьеры и церковная утварь.
В 1946 году храм был возвращен верующим, начались восстановительные работы. В 1954 году установлен новый иконостас, изготовленный резчиком из Новой Усмани. В 1980-е годы проведена масштабная реставрация: восстановлены купола, кресты, кирпичная кладка. В 1990-е годы к храму пристроены крестильный храм преподобного Серафима Саровского и водосвятная часовня апостола Андрея Первозванного.
Храм имеет три престола: главный — в честь Казанской иконы Божией Матери, боковые — во имя святителей Николая Чудотворца и Митрофана Воронежского. Архитектурная композиция включает четверик с шатровым пятиглавием, трапезную и четырехъярусную колокольню высотой 30 метров. Главная святыня храма — список Казанской иконы Божией Матери, написанный на Афоне в 1911 году.
